高/低压EGR系统对柴油机性能的影响

为提高柴油机性能、降低排放和油耗,分析高、低压废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)系统的优缺点,对装配高/低压EGR系统的某2.0 L柴油机进行台架及整车试验,研究高/低压EGR系统对柴油机性能的影响。结果表明:同时匹配高/低压EGR系统并合理分配其应用可有效降低柴油机油耗及排放,相比仅匹配高压EGR系统的柴油机,高/低压EGR联合应用的柴油机油耗降低3.1%,NO_(x)排放降低3.0%,颗粒物排放降低22.2%;低压EGR可减少流经进气歧管的废气量,改善进气歧管结焦问题;在低温环境下应用EGR系统时进气系统存在结冰风险,需基于环境温度修正关闭高/低压EGR系统,避免出现因结冰导致的发动机损坏。

汽油机EGR用超纯铁素体J444E不锈钢高温性能研究

根据汽油机EGR冷却器工况特性和对材料的要求,开发出适应复杂环境下性能优良、成本低廉的超纯铁素体不锈钢材料J444E钢。通过对200~630℃、900~1050℃中高温力学性能及900~1050℃不同温度下100~500 h不同时间及900℃钎焊前后高温氧化性能和氧化层的试验研究和分析,表明该材料在工况环境下具有良好的力学和抗氧化性能。

EGR系统脉冲转换器的理论分析与研究

随着燃油消耗法规和排放标准的日益严格,许多新技术被应用到发动机上,在发动机上应用排气再循环(EGR)技术已成为主要技术路线之一。在EGR系统的基础上,首先阐述了EGR系统和脉冲转换器的工作原理,分析了EGR系统的特点;然后结合脉冲转换器的特性,提出了利用脉冲转换器提高EGR率。根据仿真分析和试验论证脉冲转换器对提升发动机EGR率和降低发动机燃油消耗率的效果。

工艺参数对汽车EGR管件三维弯曲成形质量的影响分析

为减少汽车废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)管件三维弯曲缺陷,提高成品率,本文建立了304不锈钢本构模型,采用数值仿真与实验相结合方法对模型成形参数中相对壁厚、相对半径对管材的最大主应变、最大壁厚减薄率等影响因素进行探索,分析相对壁厚、相对弯曲半径对管材弯曲过程中成形质量的影响.结果表明,管材在弯曲成形过程中,相对壁厚越小,相对弯曲半径越小,则管材越容易产生裂纹以及失稳起皱等缺陷;随着弯曲角度的增大,管材弯曲最大壁厚减薄率值的增大趋于平缓.对于易发生塑性变形的金属材料,其相对壁厚及相对弯曲半径的取值是否合适是减少其裂纹产生的关键因素.故研究结果可为获得高质量的管件提供理论支撑.

废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响

为了在某款摩托车汽油机缸内实现废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)分层以减少泵气损失,降低NOx排放,将原有的进气旁通系统改造为EGR系统,使用GT-POWER模型求解出3000 r/min、60 mg进气量工况下废气入射管道以及进排气道的边界条件和初始条件,并将这些条件导入发动机的CONVERGE模型中进行计算,通过对比不同废气入射管径、不同安装角度、不同安装距离条件下的缸内流动特性、缸内速度场以及缸内废气质量分数分布,确定了最佳废气入射管道参数。结果表明:在3000 r/min、60 mg进气量工况下,当废气入射管径为5 mm,入射角度为17.5°,安装距离为22 mm时,气缸内能实现EGR分层。

EGR率控制精度对车用增压直喷柴油机性能的影响

开发了一套真空式EGR控制系统和一套步进电机式EGR控制系统,并分别测试了其与发动机匹配后的EGR率万有特性,在此基础之上研究了EGR率控制精度对发动机经济性和排放的影响。研究表明:步进电机式EGR系统的EGR率万有特性平顺,而真空式EGR系统的EGR率万有特性有突变现象,步进电机式EGR系统控制精度优于真空式EGR系统。不同控制精度EGR系统对发动机大负荷区域内的经济性影响不大,但匹配真空式EGR系统的发动机在小负荷区域的油耗偏高;匹配步进电机式EGR系统的发动机中、低速大负荷区的NOX排放较低,但高速大负荷区域的NOX排放较高。

HC浓度对EGR冷却器沉积层表面微观结构的影响

不同试验条件下沉积在EGR(exhaust gas recirculation)冷却器换热管内表面的颗粒物会形成不同表面微观结构的沉积层。为了量化分析沉积处表面微观结构的分布特征和三维表面的起伏特征,提出采用沉积层表面结构特征面积占比和表面分形盒维数两个参数分析沉积层的表面微观结构变化规律,并利用其分析碳氢化合物(HC,hydrocarbons)浓度对沉积层表面微观结构的影响。结果表明:试验气体中的HC等挥发性物质的析出会影响EGR气体中颗粒物的尺寸,改变沉积层表面凹坑和凸起结构的数量和尺寸分布;随着HC浓度的增加,沉积层表面凸起结构所占的面积百分比逐渐增加,凹坑结构所占面积百分比变化较小;用于表征沉积层表面起伏程度的沉积层表面分形盒维数随试验气体中HC浓度的增加而逐渐增加。

“双碳”目标下石油公司发展CCUS-EGR的思考与建议

有水气藏是中国天然气产量和储量的主体,目前有水气藏见水形势严峻,已成为气藏开发面临的主要矛盾和影响产量、储量的关键因素。在国家“双碳”目标背景下,碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)方兴未艾,初步研究认为,碳捕集、利用与封存—提高天然气采收率(Carbon Capture, Utilization and Storage-Enhanced Gas Recovery, CCUS-EGR)是实现有水气藏高效开发利用的极佳探索途径。理论上CCUS-EGR可以解决有水气藏的开发矛盾,同时开创多个层次的有利局面:首先可以达到源头治水的目的,通过补能置换大幅提高气藏采收率;其次可以同步实现封存CO_(2)、解决油藏封存能力不足的问题,助力国家“双碳”目标实现;另外通过碳埋存在市场赚取碳汇,助力石油公司绿色可持续发展。因此,结合气藏开发和国家油气产量、储量工作目标的迫切需求,在“双碳”目标下针对石油公司CCUS-EGR发展策略提出建议:一是加快推进CCUS在天然气开发中的应用研究,规模开展现场先导试验,尽早形成完整的CCUS技术及工程体系;二是积极参与国家CO_(2)法律法规和技术体系建设,营造CCUS发展环境;三是统筹考虑原油和天然气CCUS需求,完善机制体制,致力于打造完整碳产业链,引领中国未来CCUS产业发展。

阿胶治疗β-地中海贫血孕妇疗效及对EGR2表达的影响

【目的】观察阿胶治疗β-地中海贫血(简称β-地贫)患者妊娠期贫血的疗效及对早期生长反应因子2(EGR2)表达的影响。【方法】转录组测序(RNA-seq):将20例β-地贫孕妇按3∶1比例随机分配到治疗组15例(其中脱落1例,最终纳入14例)和对照组5例,治疗组口服阿胶粉,对照组不予干预,疗程为4周。采集2组孕妇治疗前后的外周血进行RNA-seq分析,确定候选靶标。随后开展前瞻性临床随机对照试验(RCT):招募41例β-地贫孕妇,按3∶2比例随机分配到治疗组24例和对照组17例,治疗组口服阿胶粉,对照组口服阿胶粉模拟剂,疗程为4周。检测2组孕妇治疗前后的血液学参数,并采用实时聚合酶链反应(Real-time PCR)及蛋白免疫印迹(Western Blotting)法检测候选靶标的mRNA及蛋白表达量。【结果】(1)RNA-seq分析:基因型为βCD41-42(-TTCT)/β^(N)的治疗组治疗后EGR2表达显著上调(log2 FC=1.915;校正P值=9.84E-03),确定EGR2为候选靶标。(2)RCT试验:(1)治疗后,2组β-地贫孕妇平均血红蛋白(Hb)浓度变化无统计学差异(P>0.05),但基因类型为βCD41-42(-TTCT)/β^(N)的治疗组患者Hb浓度平均升高(6.54±4.74)g/L,较其他基因类型的β-地贫孕妇有显著性升高(P<0.05)。(2)基因类型为βCD41-42(-TTCT)/β^(N)的治疗组患者治疗后外周血EGR2 mRNA及蛋白表达量均显著升高(P<0.05);且2组β-地贫孕妇治疗前后Hb浓度差值与EGR2 mRNA及蛋白表达量差值均存在显著正相关关系,相关系数分别为0.701、0.683(P<0.001)。【结论】基因类型为βCD41-42(-TTCT)/β^(N)的地贫孕妇口服阿胶治疗效果最佳,其疗效可能与上调EGR2表达,激活RNA聚合酶Ⅱ启动子,促进核酸结合等发挥珠蛋白基因转录调控作用有关,从而最终有效改善贫血。

柴油机EGR系统的试验与研究

为了降低柴油机的氮氧化物排放,作者设计了一套新型的并联文丘利管EGR系统,装在YC6105ZLQ增压中冷柴油机进行试验。试验研究了EGR率对发动机性能和排放的影响规律。根据试验选出了各个工况下的最佳EGR率,并把最佳EGR率下的排放与原机进行了比较。试验结果表明,与原机相比,加入EGR以后,NOx排放降低17.26%,达到了较为理想的效果。

国四160马力EGR路线拖拉机适应性改进

随着非道路国四标准的实施,各农机制造企业纷纷推出相对应的国四拖拉机产品。针对用户反映的国四160马力EGR路线两驱拖拉机车辆耕作无力问题,文章通过对河北省区域160马力EGR路线两驱拖拉机系列产品车辆作业情况的跟踪、分析,针对区域性拖拉机作业特点,查找故障原因,分析区域性特殊作业需求,提出改进措施、方案。将发动机1400 r/min以上的MAP数据进行优化验证,对6缸EGR路线发动机MAP进行调整,调整内容是按照实验室数据,对发动机转速1400 r/min以上的拖拉机增加了供油量(换算为功率、优化控制方式)。经过实际田间验证,与调整前比较,同等作业条件下,中Ⅱ挡作业发动机转速维持在2000 r/min,不掉转速,作业效率获得用户认可。

基于实际场景下的EGR冷却器可靠性提升

针对一款重卡国Ⅵ天然气发动机EGR冷却器在市场出现内漏开裂问题,通过对EGR冷却器在整车环境下的应用场景路谱统计分析,并结合失效件理化分析和故障统计分析,采用应力强度干涉模型,明确了EGR冷却器可靠性改进方向。借助CAE仿真分析软件,通过优化EGR冷却器进水口流场设计,并采用波纹管膨胀节结构、选用SUS444新型不锈钢材料等措施,使EGR冷却器开裂位置温度和热应力大幅下降。最后通过开发3种试验方法,对EGR冷却器改进前后的方案进行了“背靠背”验证,试验结果表明,EGR改进方案相对原方案可靠性寿命提升3倍以上,改进效果也得到了市场验证。

EGR模块的数字孪生系统构建方法研究

为解决废气再循环(EGR)模块研发周期长、数字化程度低的问题,提出一种EGR模块的数字孪生系统构建方法。首先,基于数字孪生模型构建理论,从物理模型、数字模型、虚实连接、状态映射及孪生服务等5个方面设计EGR模块数字孪生框架。其次,通过实体三维建模、前端场景搭建及物理脚本挂载等3个步骤来完成数字孪生模型的搭建。针对孪生数据的多源异构特性,提出数据采集与传输方法并实现可视化映射。最后,以Unity3D虚拟引擎为平台,集成上述功能,开发EGR模块的数字孪生系统。通过实验证明系统的可行性与有效性,为EGR模块的数字化辅助设计提供新的思路。

冷、热EGR对柴油机性能、燃烧及排放特性的影响

为在保持柴油机动力性和经济性能的同时有效改善其排放性能,在一台4缸柴油机上针对6、12、24mg循环喷油量的负荷工况(记作低、中、高负荷)对比研究了冷、热废气再循环(EGR)对性能、燃烧及排放特性的影响。结果表明:EGR的引入减少了新鲜进气量,整体上延长了滞燃期,减缓了燃烧放热速率,降低了压力升高率;热EGR提高了进气温度,使低负荷时的碳氢化合物(HC)排放显著降低,热效率提高,而高负荷高EGR率时由于过量空气系数偏低引起了热效率的明显降低,对最大压力升高率的降低作用也弱于冷EGR;随着EGR率的提高,三种负荷下的氮氧化物(NO_x)排放均大幅度降低,碳烟排放在低、中负荷时较低,而在高负荷时则明显升高,NO_x与碳烟排放之间出现此消彼长的矛盾趋势。冷的高EGR率下的碳烟排放升高幅度减小,有效地缓解了这种矛盾。综合分析低、中、高负荷下的热效率及排放,低负荷时为提高热效率宜采用热EGR,高负荷时为降低过高的压力升高率并兼顾热效率则更适合采用冷EGR。

高速大负荷下EGR阀开度对柴油机热量分布的影响

为研究采用EGR路线排放控制技术的柴油机热量分布特点,以某增压中冷直喷柴油机为对象,研究高速大负荷下改变EGR阀开度对柴油机热量分布的影响。在柴油机上通过改变EGR阀开度,分析其热量分布随EGR阀开度变化而变化的特点。结果表明:当转速一定,增大EGR阀开度,柴油机中有用功热量、废气带走热量、中冷器带走热量百分比总体呈下降趋势,冷却液带走热量、余项损失总体呈上升趋势;并且相较于更低转速,高转速时冷却液带走热量百分比在整个过程中变化率更大。

发动机EGR出气管断裂问题分析及优化设计

某发动机台架试验阶段,EGR出气管出现频繁断裂问题,经过多轮装配验证、发动机震动数据分析及可靠性仿真分析,得出结论:超速试验6450rpm倒拖工况震动大是导致断裂的主要原因,装配公差造成强制位移带来y向和x向的作用力,在波纹段薄弱位置产生应力集中造成断裂是次要原因。对EGR出气管进行优化改进,采用三段式结构,中间段变为橡胶管连接,用于吸收震动及装配公差。此项问题的解决对今后发动机系统零部件的设计具有重要参考意义。

EGR壳体内高压成形模开发与改善

通过有限元模拟仿真分析,对汽车用EGR壳体2种不同的内高压成形模分模方式进行分析,并采用模拟结果相对较好的开模方式开发了模具,对比模拟分析结果和实际零件的壁厚减薄率及零件成形质量,针对实际零件胀形不充分的缺陷,分析产生的原因并提出了改善措施,在试验验证中取得了改善效果。

不同EGR循环方式对重型柴油机燃烧与排放特性的影响

针对一台共轨重型柴油机,从提升废气再循环(exhaust gas recycling,EGR)循环能力的角度研究了基于二级增压系统的高压EGR(HP-EGR)、低压EGR(LP-EGR)及基于LP-EGR的高、低级涡轮间废气能量分配对柴油机燃烧过程、性能和排放的影响规律。研究结果表明:与HP-EGR相比,LP-EGR受转速和负荷的影响减小,能够显著提升EGR的循环能力,使柴油机在更宽广的EGR率区域内运行,并将氮氧化物(NOx)降至更低水平;采用HPEGR时,涡前压力随EGR率增加呈线性下降,但LP-EGR的涡前压力与进气压力变化较小,同时在低速中、高负荷时获得较高的空燃比,并显著改善NOx排放与有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)和NOx与碳烟排放的平衡关系;在中、高转速高负荷时,HPEGR进/排气压差随EGR率增加逐渐下降并更加低于LP-EGR,NOx-BSFC的平衡关系显著改善;而LP-EGR通过适当增大废气旁通阀开度能有效降低BSFC,同时对NOx-碳烟的平衡关系影响较小,但低转速高负荷时应采用关闭旁通阀的控制策略。

满足国六排放法规的EGR系统诊断

EGR技术作为一种有效降低NOx排放的方法而得到广泛应用,EGR系统能否正常工作直接影响发动机的排放效果。国六法规要求,OBD(车载诊断系统)需要对EGR系统的相关失效进行监测。本文介绍了满足国六法规要求的EGR系统诊断功能及其原理,为发动机电控系统诊断策略开发提供参考。

EGR对二甲醚HCCI着火过程的数值模拟研究

从化学反应动力学的角度,应用单区燃烧模型和已建立的二甲醚(DME)化学反应机理,对DME均质充量压燃(HCCI)的着火过程进行了数值模拟,分析了不同EGR率对其着火过程的影响,并从热效应及化学效应两方面分析了内部热EGR对燃料着火过程的影响。研究结果表明:内部热EGR对DME的HCCI着火过程有着显著影响。